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初中数学中考复习 专题46四边形(5)-2020年全国中考数学真题分项汇编(第02期,全国通用)(解析版)
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这是一份初中数学中考复习 专题46四边形(5)-2020年全国中考数学真题分项汇编(第02期,全国通用)(解析版),共248页。试卷主要包含了解答题等内容,欢迎下载使用。
专题46四边形(5)(全国一年)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、解答题
1.(2020·江苏淮安?中考真题)(初步尝试)
(1)如图①,在三角形纸片中,,将折叠,使点与点重合,折痕为,则与的数量关系为 ;
(思考说理)
(2)如图②,在三角形纸片中,,,将折叠,使点与点重合,折痕为,求的值.
(拓展延伸)
(3)如图③,在三角形纸片中,,,,将沿过顶点的直线折叠,使点落在边上的点处,折痕为.
①求线段的长;
②若点是边的中点,点为线段上的一个动点,将沿折叠得到,点的对应点为点,与交于点,求的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)①;②.
【解析】
【分析】
(1)先根据折叠的性质可得,再根据平行线的判定可得,然后根据三角形中位线的判定与性质即可得;
(2)先根据等腰三角形的性质可得,再根据折叠的性质可得,从而可得,然后根据相似三角形的判定与性质可得,从而可求出BM的长,最后根据线段的和差可得AM的长,由此即可得出答案;
(3)①先根据折叠的性质可得,从而可得,再根据等腰三角形的定义可得,然后根据相似三角形的判定与性质可得,从而可得BM、AM、CM的长,最后代入求解即可得;
②先根据折叠的性质、线段的和差求出,的长,设,从而可得,再根据相似三角形的判定与性质可得,然后根据x的取值范围即可得.
【详解】
(1),理由如下:
由折叠的性质得:
是的中位线
点M是AB的中点
则
故答案为:;
(2)
由折叠的性质得:
,即
在和中,
,即
解得
;
(3)①由折叠的性质得:
,即
在和中,
,即
解得
解得;
②如图,由折叠的性质可知,,,
点O是边的中点
设,则
点为线段上的一个动点
,其中当点P与点重合时,;当点P与点O重合时,
,即
在和中,
则.
【点睛】
本题考查了折叠的性质、三角形的中位线定理、等腰三角形的定义、相似三角形的判定与性质等知识点,较难的是题(3)②,正确设立未知数,并找出两个相似三角形是解题关键.
2.(2020·湖北黄冈?中考真题)已知抛物线与x轴交于点,点,与y轴交于点,顶点为点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若过点C的直线交线段AB于点E,且,求直线CE的解析式
(3)若点P在抛物线上,点Q在x轴上,当以点D、C、P、Q为顶点的四边形是平行四边形时,求点P的坐标;
(4)已知点,在抛物线对称轴上找一点F,使的值最小此时,在抛物线上是否存在一点K,使的值最小,若存在,求出点K的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2);(3)点P的坐标为;(4)存在,点K的坐标为
【解析】
【分析】
(1)由于点A、B为抛物线与x轴的交点,可设两点式求解;也可将A、B、C的坐标直接代入解析式中利用待定系数法求解即可;
(2)根据两个三角形的高相等,则由面积比得出,求出AE,根据点A坐标可解得点E坐标,进而求得直线CE的解析式;
(3)分两种情况讨论①当四边形为平行四边形时;②当四边形为平行四边形时,根据平行四边形的性质和点的坐标位置关系得出纵坐标的关系式,分别代入坐标数值,解方程即可解答;
(4)根据抛物线的对称性,AF=BF,则HF+AF=HF+BF,当H、F、B共线时,HF+AF值最小,求出此时点F的坐标,设,由勾股定理和抛物线方程得,过点K作直线SK,使轴,且点的纵坐标为,则点S的坐标为,此时,,∴KF+KG=KS+KG,当S、K、G共线且平行y轴时,KF+KG值最小,由点G坐标解得,代入抛物线方程中解得,即为所求K的坐标.
【详解】
解:(1)方法1:设抛物线的解析式为
将点代入解析式中,则有.
∴抛物线的解析式为.
方法二:∵经过三点抛物线的解析式为,
将代入解析式中,则有
,解得:,
∴抛物线的解析式为.
(2),
.
.
.
.
的坐标为.
又点的坐标为.
直线的解析式为.
(3).
∴顶点D的坐标为.
①当四边形为平行四边形时,由DQ∥CP,DQ=CP得:
,即.
.令,则.
.
∴点P的坐标为.
②当四边形为平行四边形时,由CQ∥DP,CQ=DP得:
,即
.令,则.
.
∴点P的坐标为.
∴综合得:点P的坐标为
(4)∵点A或点B关于对称轴对称
∴连接与直线交点即为F点.
∵点H的坐标为,点的坐标为,
∴直线BH的解析式为:.
令,则.
当点F的坐标为时,的值最小.11分
设抛物线上存在一点,使得的值最小.
则由勾股定理可得:.
又∵点K在抛物线上,
代入上式中,
.
如图,过点K作直线SK,使轴,且点的纵坐标为.
∴点S的坐标为.
则.
(两处绝对值化简或者不化简者正确.)
.
当且仅当三点在一条直线上,且该直线干行于y轴,的值最小.
又∵点G的坐标为,
,将其代入抛物线解析式中可得:.
∴当点K的坐标为时,最小.
【点睛】
本题主要考查了二次函数与几何图形的综合,涉及待定系数法、平行四边形的性质、、三角形面积、求线段和的最小值(即将军饮马模型)等知识,解答的关键是认真审题,找出相关条件,运用待定系数法、数形结合法等解题方法确定解题思路,对相关信息进行推理、探究、发现和计算.
3.(2020·湖北咸宁?中考真题)定义:有一组对角互余的四边形叫做对余四边形.
理解:
(1)若四边形是对余四边形,则与的度数之和为______;
证明:
(2)如图1,是的直径,点在上,,相交于点D.
求证:四边形是对余四边形;
探究:
(3)如图2,在对余四边形中,,,探究线段,和之间有怎样的数量关系?写出猜想,并说明理由.
【答案】(1)90°或270°;(2)见解析;(3),理由见解析
【解析】
【分析】
(1)分当∠A和∠C互余时,当∠B和∠D互余时,两种情况求解;
(2)连接BO,得到∠BON+∠BOM=180°,再利用圆周角定理证明∠C+∠A=90°即可;
(3)作△ABD的外接圆O,分别延长AC,BC,DC,交圆O于E,F,G,连接DF,DE,EF,先证明GF是圆O的直径,得到,再证明△ABC∽△FEC,△ACD∽△GCE,△BCD∽△GCF,可得,,从而得出,根据△ABC为等边三角形可得AB=AC=BC,从而得到.
【详解】
解:(1)∵四边形是对余四边形,
当∠A和∠C互余时,
∠A+∠C=90°,
当∠B与∠D互余时,
∠B+∠D=90°,
则∠A+∠C=360°-90°=270°,
故答案为:90°或270°;
(2)如图,连接BO,
可得:∠BON=2∠C,∠BOM=2∠A,
而∠BON+∠BOM=180°,
∴2∠C+2∠A=180°,
∴∠C+∠A=90°,
∴四边形是对余四边形;
(3)∵四边形ABCD为对于四边形,∠ABC=60°,
∴∠ADC=30°,
如图,作△ABD的外接圆O,分别延长AC,BC,DC,交圆O于E,F,G,连接DF,DE,EF,
则∠AEF=∠ABC=60°,∠AEG=∠ADG=30°,
∴∠AEF+∠AEG=90°,即∠FEG=90°,
∴GF是圆O的直径,
∵AB=BC,
∴△ABC为等边三角形,
∵∠ABC=∠AEF,∠ACB=∠ECF,
∴△ABC∽△FEC,得:,则,
同理,△ACD∽△GCE,得:,则,
△BCD∽△GCF,得:,
可得:,
而,
∴,
∴,
∴,
∵AB=BC=AC,
∴.
【点睛】
本题考查了相似三角形的判定和性质,四边形的新定义问题,圆周角定理,等边三角形的判定和性质,多边形内角和,解题的关键是理解对余四边形的概念,结合所学知识求证.
4.(2020·北京中考真题)在中,,,是的中点.为直线上一动点,连接,过点作,交直线于点,连接.
(1)如图1,当是线段的中点时,设,,求的长(用含的式子表示);
(2)当点在线段的延长线上时,依题意补全图2,用等式表示线段,,之间的数量关系,并证明.
【答案】(1);(2),证明见解析
【解析】
【分析】
(1)由三角形中位线定理得到,,再在Rt△DEF中由勾股定理即可求解;
(2)先证明,由此得到DF是GE的垂直平分线,进而EF=FG,最后在Rt△BFG中由勾股定理即可求得.
【详解】
解:(1)∵是的中点,是线段的中点,
∴为的中位线
∴
∵
∴
∵
∴
∴四边形为矩形.
∴,
∴,
∴,
∴.
故答案为:.
(2)过点作的平行线交延长线于点,连接,如下图所示:
∵,
∴,,
∵是的中点,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴是线段的垂直平分线,
∴,
∵,,
∴,
在中,,
∴.
故答案为:.
【点睛】
本题考查了三角形中位线定理、勾股定理、三角形全等的性质和判定等,属于中考常考题型,熟练掌握其性质是解决此类题的关键.
5.(2020·山东青岛?中考真题)已知:如图,在四边形和中,,,点在上,,,,延长交于点,点从点出发,沿方向匀速运动,速度为;同时,点从点出发,沿方向匀速运动,速度为,过点作于点,交于点.设运动时间为.
解答下列问题:
(1)当为何值时,点在线段的垂直平分线上?
(2)连接,作于点,当四边形为矩形时,求的值;
(3)连接,,设四边形的面积为,求与的函数关系式;
(4)点在运动过程中,是否存在某一时刻,使点在的平分线上?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) t=;(2)t=3;(3)S与t的函数关系式为;(4)存在,t=,
【解析】
【分析】
(1)要使点M在线段CQ的垂直平分线上,只需证CM=MQ即可;
(2)由矩形性质得PH=QN,由已知和AP=2t,MQ=t,解直角三角形推导出PH、QN,进而得关于t的方程,解之即可;
(3)分别用t表示出梯形GHFM的面积、△QHF的面积、△CMQ的面积,即可得到S与t的函数关系式;
(4)延长AC交EF与T,证得AT⊥EF,要使点P在∠AFE的平分线上,只需PT=PH,分别用t表示PT、PH,代入得关于t的方程,解之即可.
【详解】
(1)当=时,点在线段的垂直平分线上,理由为:
由题意,CE=2,CM∥BF,
∴即:,
解得:CM=,
要使点在线段的垂直平分线上,
只需QM=CM=,
∴t=;
(2)如图,∵,,,
∴AC=10,EF=10,sin∠PAH=,cos∠PAH=,sin∠EFB=,
在Rt△APH中,AP=2t,
∴PH=AP·sin∠PAH=,
在Rt△ECM中,CE=2,CM=,由勾股定理得:EM=,
在Rt△QNF中,QF=10-t-=,
∴QN=QF·sin∠EFB=()×=,
四边形为矩形,
∴PH=QN,
∴=,
解得:t=3;
(3)如图,过Q作QN⊥AF于N,
由(2)中知QN=,AH=AP·cos∠PAH=,
∴BH=GC=8-,
∴GM=GC+CM=,HF=HB+BF=,
∴
=
=
=,
∴S与t的函数关系式为:;
(4)存在,t=.
证明:如图,延长AC交EF于T,
∵AB=BF,BC=BF, ,
∴△ABC≌△EBF,
∴∠BAC=∠BEF,
∵∠EFB+∠BEF=90º,
∴∠BAC+∠EFB=90º,
∴∠ATE=90º即PT⊥EF,
要使点在的平分线上,只需PH=PT,
在Rt△ECM中,CE=2,sin∠BEF=,
CT=CE·sin∠BEF =,
PT=10+-2t=,又PH=,
=,
解得:t=.
【点睛】
本题属于四边形的综合题,考查了解直角三角形、锐角三角函数、垂直平分线、角平分线、矩形的性质、全等三角形的判定与性质、多边形的面积等知识、解答的关键是认真审题,分析相关知识,利用参数构建方程解决问题,是中考常考题型.
6.(2020·天津中考真题)将一个直角三角形纸片放置在平面直角坐标系中,点,点,点B在第一象限,,,点P在边上(点P不与点重合).
(1)如图①,当时,求点P的坐标;
(2)折叠该纸片,使折痕所在的直线经过点P,并与x轴的正半轴相交于点Q,且,点O的对应点为,设.
①如图②,若折叠后与重叠部分为四边形,分别与边相交于点,试用含有t的式子表示的长,并直接写出t的取值范围;
②若折叠后与重叠部分的面积为S,当时,求S的取值范围(直接写出结果即可).
【答案】(1)点P的坐标为;(2)①,t的取值范围是;②.
【解析】
【分析】
(1)过点P作轴,则,因为,,可得,进而得,由30°所对的直角边等于斜边的一半可得,进而用勾股定理可得,点P的坐标即求出;
(2)①由折叠知,,所以,;再根据,即可根据菱形的定义“四条边相等的四边形是菱形”可证四边形为菱形,所以,可得;根据点A的坐标可知,加之,从而有;而在中,,
又因为,所以得,由和的取值范围可得t的范围是;
②由①知,为等边三角形,由(1)四边形为菱形,所以,三角形DCQ为直角三角形,∠Q=60°,从而,,进而可得,又已知t的取值范围是,即可得.
【详解】
解:(1)如图,过点P作轴,垂足为H,则.
,
.
.
在中,,
,.
点P的坐标为.
(2)①由折叠知,,
,.
又,
.
四边形为菱形.
.可得.
点,
.有.
在中,.
,
,其中t的取值范围是.
②由①知,为等边三角形,
∵四边形为菱形,
∴,三角形DCQ为直角三角形,∠Q=60°,
∴,,
∴,
∵,
∴.
,
【点睛】
本题主要考查了折叠问题,菱形的判定与性质,求不规则四边形的面积等知识.
7.(2020·黑龙江牡丹江?中考真题)如图,已知直线与x轴交于点A,与y轴交于点B,线段的长是方程的一个根,.请解答下列问题:
(1)求点A,B的坐标;
(2)直线交x轴负半轴于点E,交y轴正半轴于点F,交直线于点C.若C是的中点,,反比例函数图象的一支经过点C,求k的值;
(3)在(2)的条件下,过点C作,垂足为D,点M在直线上,点N在直线上.坐标平面内是否存在点P,使以D,M,N,P为顶点的四边形是正方形?若存在,请写出点P的个数,并直接写出其中两个点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)A(9,0),B(0,);(2)-18;(3)存在5个,(9,12)或(9,-12)或(1,0)或(-7,4)或(-15,0).
【解析】
【分析】
(1)解一元二次方程,得到点A的坐标,再根据可得点B坐标;
(2)利用待定系数法求出直线AB的表达式,根据点C是EF的中点,得到点C横坐标,代入可得点C坐标,根据点C在反比例函数图像上求出k值;
(3)画出图形,可得点P共有5个位置,分别求解即可.
【详解】
解:(1)∵线段的长是方程的一个根,
解得:x=9或-2(舍),而点A在x轴正半轴,
∴A(9,0),
∵,
∴B(0,);
(2)∵,
∴E(-6,0),
设直线AB的表达式为y=kx+b,将A和B代入,
得:,解得:,
∴AB的表达式为:,
∵点C是EF的中点,
∴点C的横坐标为-3,代入AB中,y=6,
则C(-3,6),
∵反比例函数经过点C,
则k=-3×6=-18;
(3)存在点P,使以D,M,N,P为顶点的四边形是正方形,
如图,共有5种情况,
在四边形DM1P1N1中,
M1和点A重合,
∴M1(9,0),
此时P1(9,12);
在四边形DP3BN3中,点B和M重合,
可知M在直线y=x+3上,
联立:,
解得:,
∴M(1,4),
∴P3(1,0),
同理可得:P2(9,-12),P4(-7,4),P5(-15,0).
故存在点P使以D,M,N,P为顶点的四边形是正方形,
点P的坐标为P1(9,12),P2(9,-12),P3(1,0),P4(-7,4),P5(-15,0).
【点睛】
本题考查了解一元二次方程,一次函数表达式,正方形的性质,反比例函数表达式,难度较大,解题的关键是根据图像画出符合条件的正方形.
8.(2020·贵州贵阳?中考真题)如图,四边形是正方形,点为对角线的中点.
(1)问题解决:如图①,连接,分别取,的中点,,连接,则与的数量关系是_____,位置关系是____;
(2)问题探究:如图②,是将图①中的绕点按顺时针方向旋转得到的三角形,连接,点,分别为,的中点,连接,.判断的形状,并证明你的结论;
(3)拓展延伸:如图③,是将图①中的绕点按逆时针方向旋转得到的三角形,连接,点,分别为,的中点,连接,.若正方形的边长为1,求的面积.
【答案】(1),;(2)的形状是等腰直角三角形,理由见解析;(3)
【解析】
【分析】
(1)根据题意可得PQ为△BOC的中位线,再根据中位线的性质即可求解;
(2)连接并延长交于点,根据题意证出,为等腰直角三角形,也为等腰直角三角形,由且可得是等腰直角三角形;
(3)延长交边于点,连接,.证出四边形是矩形,为等腰直角三角形,,再证出为等腰直角三角形,根据图形的性质和勾股定理求出O′A,O′B和BQ的长度,即可计算出的面积.
【详解】
解:(1)∵点P和点Q分别为,的中点,
∴PQ为△BOC的中位线,
∵四边形是正方形,
∴AC⊥BO,
∴,;
故答案为:,;
(2)的形状是等腰直角三角形.理由如下:
连接并延长交于点,
由正方形的性质及旋转可得,∠,
是等腰直角三角形,,.
∴,.
又∵点是的中点,∴.
∴.
∴,.
∴,∴.
∴为等腰直角三角形.
∴,.
∴也为等腰直角三角形.
又∵点为的中点,
∴,且.
∴的形状是等腰直角三角形.
(3)延长交边于点,连接,.
∵四边形是正方形,是对角线,
∴.
由旋转得,四边形是矩形,
∴,.
∴为等腰直角三角形.
∵点是的中点,
∴,,.
∴.
∴,.
∴.
∴.
∴为等腰直角三角形.
∵是的中点,
∴,.
∵,
∴,,
∴.
∴.
【点睛】
本题考查正方形的性质、等腰直角三角形的判定与性质、旋转图形的性质、三角形中位线定理、全等三角形的判定与性质和勾股定理,根据题意作出辅助线构造全等三角形是解题的关键.
9.(2020·江西中考真题)某数学课外活动小组在学习了勾股定理之后,针对图1中所示的“由直角三角形三边向外侧作多边形,它们的面积,,之间的关系问题”进行了以下探究:
类比探究
(1)如图2,在中,为斜边,分别以为斜边向外侧作,,,若,则面积,,之间的关系式为 ;
推广验证
(2)如图3,在中,为斜边,分别以为边向外侧作任意,,,满足,,则(1)中所得关系式是否仍然成立?若成立,请证明你的结论;若不成立,请说明理由;
拓展应用
(3)如图4,在五边形中,,,,,点在上,,,求五边形的面积.
【答案】(1);(2)结论成立,证明看解析;(3)
【解析】
【分析】
(1)由题目已知△ABD、△ACE、△BCF、△ABC均为直角三角形,又因为,则有∽∽,利用相似三角形的面积比为边长平方的比,列出等式,找到从而找到面积之间的关系;
(2)在△ABD、△ACE、△BCF中,,,可以得到∽∽,利用相似三角形的面积比为边长平方的比,列出等式,从而找到面积之间的关系;
(3)将不规则四边形借助辅助线转换为熟悉的三角形,过点A作AHBP于点H,连接PD,BD,由此可知,,即可计算出,根据△ABP∽△EDP∽△CBD,从而有,由(2)结论有,最后即可计算出四边形ABCD的面积.
【详解】
(1)∵△ABC是直角三角形,
∴,
∵△ABD、△ACE、△BCF均为直角三角形,且,
∴∽∽,
∴,,
∴
∴得证.
(2)成立,理由如下:
∵△ABC是直角三角形,
∴,
∵在△ABD、△ACE、△BCF中,,,
∴∽∽,
∴,,
∴
∴得证.
(3)过点A作AHBP于点H,连接PD,BD,
∵,,
∴,,
∵,
∴,
∴PH=AH=,
∴,,
∴,
∵,ED=2,
∴,,
∴,
∵,
∴△ABP∽△EDP,
∴,,
∴,,
∴,
,
∵,
∴
∵,
∴
∵
∴△ABP∽△EDP∽△CBD
∴
故最后答案为.
【点睛】
(1)(2)主要考查了相似三角形的性质,若两三角形相似,则有面积的比值为边长的平方,根据此性质找到面积与边长的关系即可;(3)主要考查了不规则四边形面积的计算以及(2)的结论,其中合理正确利用前面得出的结论是解题的关键.
10.(2020·黑龙江中考真题)如图①,在中,,,点、分别在、边上,,连接、、,点、、分别是、、的中点,连接、、.
(1)与的数量关系是______.
(2)将绕点逆时针旋转到图②和图③的位置,判断与有怎样的数量关系?写出你的猜想,并利用图②或图③进行证明.
【答案】(1);(2)图(2):,图(3):,理由见解析.
【解析】
【分析】
(1)先证明AD=BE,根据中位线定理证明△PMN为等腰直角三角形,得到,再进行代换即可;
(2):如图(2)连接,延长交于,交于,先证明,得到,AD=BE,,根据中位线定理证明△PMN为等腰直角三角形,得到,再进行代换即可.
【详解】
解:(1)∵中,,,
∴∠BAC=∠ABC=45°
∵,,
∴AD=BE,
∵点、、分别是、、的中点,
∴PM,PN分别为△ABE,△BAD中位线,
∴PM∥BE,PM= BE,PN∥AC,PN= AD,
∴PM=PN, ∠APM=∠BPN=45°,
∴∠PMN=90°,
∴△PMN为等腰直角三角形,
∴,
∴,
即;
(2)图(2):图(3):
证明:如图(2)
连接,延长交于,交于,
,
,
,,
,
,,
,
,
,
、、分别是、、的中点,
,,
,,
,
,
是等腰直角三角形,
,
.
【点睛】
本题考查了等腰直角三角形性质,全等三角形判定与性质,中位线定理等知识,综合性较强,解题关键理解运用好中位线性质.
11.(2020·河南中考真题)将正方形的边绕点逆时针旋转至 ,记旋转角为.连接,过点作垂直于直线,垂足为点,连接,
如图1,当时,的形状为 ,连接,可求出的值为 ;
当且时,
①中的两个结论是否仍然成立?如果成立,请仅就图2的情形进行证明;如果不成立,请说明理由;
②当以点为顶点的四边形是平行四边形时,请直接写出的值.
【答案】(1)等腰直角三角形,;(2)①结论不变,理由见解析;②3或1.
【解析】
【分析】
(1)根据题意,证明是等边三角形,得,计算出,根据,可得为等腰直角三角形;证明,可得的值;
(2)①连接BD,通过正方形性质及旋转,表示出,结合,可得为等腰直角三角形;证明,可得的值;
②分为以CD为边和CD为对角线两种情况进行讨论即可.
【详解】
(1)由题知°,°,
∴°,且为等边三角形
∴°,
∴
∵
∴°
∴°
∴为等腰直角三角形
连接BD,如图所示
∵°
∴即
∵
∴
∴
故答案为:等腰直角三角形,
(2)①两个结论仍然成立
连接BD,如图所示:
∵,
∴
∵
∴
∴
∵
∴
∴是等腰直角三角形
∴
∵四边形为正方形
∴
∴
∵
∴
∴
∴
∴结论不变,依然成立
②若以点为顶点的四边形是平行四边形时,分两种情况讨论
第一种:以CD为边时,则,此时点在线段BA的延长线上,
如图所示:
此时点E与点A重合,
∴,得;
②当以CD为对角线时,如图所示:
此时点F为CD中点,
∵
∴
∵
∴
∴
∴
∴
∴
综上:的值为3或1.
【点睛】
本题考查了正方形与旋转综合性问题,能准确的确定相似三角形,是解决本题的关键.
12.(2020·湖南衡阳?中考真题)如图1,平面直角坐标系中,等腰的底边在轴上,,顶点在的正半轴上,,一动点从出发,以每秒1个单位的速度沿向左运动,到达的中点停止.另一动点从点出发,以相同的速度沿向左运动,到达点停止.已知点、同时出发,以为边作正方形,使正方形和在的同侧.设运动的时间为秒().
(1)当点落在边上时,求的值;
(2)设正方形与重叠面积为,请问是存在值,使得?若存在,求出值;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,取的中点,连结,当点、开始运动时,点从点出发,以每秒个单位的速度沿运动,到达点停止运动.请问在点的整个运动过程中,点可能在正方形内(含边界)吗?如果可能,求出点在正方形内(含边界)的时长;若不可能,请说明理由.
【答案】(1)t=1;(2)存在,,理由见解析;(3)可能,或或理由见解析
【解析】
【分析】
(1)用待定系数法求出直线AC的解析式,根据题意用t表示出点H的坐标,代入求解即可;
(2)根据已知,当点F运动到点O停止运动前,重叠最大面积是边长为1的正方形的面积,即不存在t,使重叠面积为,故t﹥4,用待定系数法求出直线AB的解析式,求出点H落在BC边上时的t值,求出此时重叠面积为﹤,进一步求出重叠面积关于t的表达式,代入解t的方程即可解得t值;
(3)由已知求得点D(2,1),AC=,OD=OC=OA=,结合图形分情况讨论即可得出符合条件的时长.
【详解】
(1)由题意,A(0,2),B(-4,0),C(4,0),
设直线AC的函数解析式为y=kx+b,
将点A、C坐标代入,得:
,解得:,
∴直线AC的函数解析式为,
当点落在边上时,点E(3-t,0),点H(3-t,1),
将点H代入,得:
,解得:t=1;
(2)存在,,使得.
根据已知,当点F运动到点O停止运动前,重叠最大面积是边长为1的正方形的面积,即不存在t,使重叠面积为,故t﹥4,
设直线AB的函数解析式为y=mx+n,
将点A、B坐标代入,得:
,解得:,
∴直线AC的函数解析式为,
当t﹥4时,点E(3-t,0)点H(3-t,t-3),G(0,t-3),
当点H落在AB边上时,将点H代入,得:
,解得:;
此时重叠的面积为,
∵﹤,∴﹤t﹤5,
如图1,设GH交AB于S,EH交AB于T,
将y=t-3代入得:,
解得:x=2t-10,
∴点S(2t-10,t-3),
将x=3-t代入得:,
∴点T,
∴AG=5-t,SG=10-2t,BE=7-t,ET=,
,
所以重叠面积S==4--=,
由=得:,﹥5(舍去),
∴;
(3)可能,≤t≤1或t=4.
∵点D为AC的中点,且OA=2,OC=4,
∴点D(2,1),AC=,OD=OC=OA=,
易知M点在水平方向以每秒是4个单位的速度运动;
当0﹤t﹤时,M在线段OD上,H未到达D点,所以M与正方形不相遇;
当﹤t﹤1时, +÷(1+4)=秒,
∴时M与正方形相遇,经过1÷(1+4)=秒后,M点不在正方行内部,则;
当t=1时,由(1)知,点F运动到原E点处,M点到达C处;
当1≤t≤2时,当t=1+1÷(4-1)=秒时,点M追上G点,经过1÷(4-1)=秒,点都在正方形内(含边界),
当t=2时,点M运动返回到点O处停止运动,
当 t=3时,点E运动返回到点O处, 当 t=4时,点F运动返回到点O处,
当时,点都在正方形内(含边界),
综上,当或或时,点可能在正方形内(含边界).
【点睛】
本题考查了一次函数与几何图形的综合,涉及求一次函数的解析式、正方形的性质、直角三角形的性质、不规则图形的面积、解一元二次方程等知识,解答的关键是认真审题,提取相关信息,利用待定系数法、数形结合法等解题方法确定解题思路,进而推理、探究、发现和计算.
13.(2020·湖南岳阳?中考真题)如图1,在矩形中,,动点,分别从点,点同时以每秒1个单位长度的速度出发,且分别在边上沿,的方向运动,当点运动到点时,两点同时停止运动,设点运动的时间为,连接,过点作,与边相交于点,连接.
(1)如图2,当时,延长交边于点.求证:;
(2)在(1)的条件下,试探究线段三者之间的等量关系,并加以证明;
(3)如图3,当时,延长交边于点,连接,若平分,求的值.
【答案】(1)证明见解析;(2),证明见解析;(3).
【解析】
【分析】
(1)先根据运动速度和时间求出,再根据勾股定理可得,从而可得,然后根据矩形的性质可得,从而可得,,最后根据三角形全等的判定定理与性质即可得证;
(2)如图(见解析),连接FQ,先根据(1)三角形全等的性质可得,再根据垂直平分线的判定与性质可得,然后根据勾股定理、等量代换即可得证;
(3)先根据角平分线的性质得出,再根据直角三角形全等的判定定理与性质得出,然后根据等腰三角形的三线合一得出,又分别在和中,利用余弦三角函数可求出t的值,从而可得CP、AP的长,最后根据平行线分线段成比例定理即可得.
【详解】
(1)由题意得:
四边形ABCD是矩形
,
在和中,
;
(2),证明如下:
如图,连接FQ
由(1)已证:
PQ是线段EF的垂直平分线
在中,由勾股定理得:
则;
(3)如图,设FQ与AC的交点为点O
由题意得:,,
平分,
(角平分线的性质)
是等腰三角形
在和中,
,即是的角平分线
(等腰三角形的三线合一)
在中,
在中,,即
解得
,即
故的值为.
【点睛】
本题考查了三角形全等的判定定理与性质、矩形的性质、余弦三角函数、平行线分线段成比例定理等知识点,较难的是题(3),熟练利用三角形全等的判定定理与性质、等腰三角形的三线合一是解题关键.
14.(2020·湖南怀化?中考真题)如图所示,抛物线与x轴相交于A、B两点,与y轴相交于点C,点M为抛物线的顶点.
(1)求点C及顶点M的坐标.
(2)若点N是第四象限内抛物线上的一个动点,连接求面积的最大值及此时点N的坐标.
(3)若点D是抛物线对称轴上的动点,点G是抛物线上的动点,是否存在以点B、C、D、G为顶点的四边形是平行四边形.若存在,求出点G的坐标;若不存在,试说明理由.
(4)直线CM交x轴于点E,若点P是线段EM上的一个动点,是否存在以点P、E、O为顶点的三角形与相似.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) (0,-3),(1,-4);(2) ,();(3) G点坐标存在,为(2,-3)或(4,5)或(-2,1);(4) P点坐标存在,为或.
【解析】
【分析】
(1)令抛物线解析式中x=0即可求出C点坐标,由公式即可求出顶点M坐标;
(2)如下图所示,过N点作x轴的垂线交直线BC于Q点,设N(),求出BC解析式,进而得到Q点坐标,最后根据即可求解;
(3)设D点坐标为(1,t),G点坐标为(),然后分成①DG是对角线;②DB是对角线;③DC是对角线时三种情况进行讨论即可求解;
(4)连接AC,由CE=CB可知∠B=∠E,求出MC的解析式,设P(x,-x-3),然后根据△PEO相似△ABC,分成和讨论即可求解.
【详解】
解:(1)令中x=0,此时y=-3,故C点坐标为(0,-3),
又二次函数的顶点坐标为,代入数据解得M点坐标为,
故答案为:C点坐标为(0,-3), M点坐标为(1,-4);
(2) 过N点作x轴的垂线交直线BC于Q点,连接BN,CN,如下图所示:
令中y=0,解得B(3,0),A(-1,0),
设直线BC的解析式为:,代入C(0,-3),B(3,0),
∴,解得,即直线BC的解析式为:,
设N点坐标为(),故Q点坐标为,其中,
则
,其中分别表示Q,C,B三点的横坐标,
且,,
故,其中,
当时,有最大值为,
此时N的坐标为(),
故答案为:有最大值为,N的坐标为();
(3) 设D点坐标为(1,t),G点坐标为(),且B(3,0),C(0,-3)
分类讨论:
情况①:当DG为对角线时,则另一对角线是BC,由中点坐标公式可知:
线段DG的中点坐标为,即,
线段BC的中点坐标为,即,
此时DG的中点与BC的中点为同一个点,
故,解得,
检验此时四边形DCGB为平行四边形,此时G坐标为(2,-3);
情况②:当DB为对角线时,则另一对角线是GC,由中点坐标公式可知:
线段DB的中点坐标为,即,
线段GC的中点坐标为,即,
此时DB的中点与GC的中点为同一个点,
故,解得,
检验此时四边形DCBG为平行四边形,此时G坐标为(4,5);
情况③:当DC为对角线时,则另一对角线是GB,由中点坐标公式可知:
线段DC的中点坐标为,即,
线段GB的中点坐标为,即,
此时DB的中点与GC的中点为同一个点,
故,解得,
检验此时四边形DGCB为平行四边形,此时G坐标为(-2,1);
综上所述,G点坐标存在,为(2,-3)或(4,5)或(-2,1);
(4) 连接AC,OP,如下图所示,
设MC的解析式为:y=kx+m,代入C(0,-3),M(1,-4)
即,解得
∴MC的解析式为:,令,求得E点坐标为(-3,0),
∴OE=OB=3,且OC=OC,
∴CE=CB,即∠B=∠E,
设P(x,-x-3),又∵P点在线段EC上,∴-3
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